JP5649999B2 - 射撃訓練システム及び射撃訓練システムの命中判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、射撃訓練システム、特に、誘導弾を模擬する射撃訓練システムに関する。

射撃訓練システムとして、従来、実弾の代わりにレーザを用いるものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００２−８１８９５号公報

従来の射撃訓練システムでは、誘導弾の射撃等、発射までに必要な操作が複数ある火器の操作の模擬およびその妥当性の判断を行うことができなかった。

本発明の目的は、発射までに必要な操作が複数ある火器の操作の模擬およびその妥当性の判断を行うことができるようにした射撃訓練システムを提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。

本発明の代表的な実施の形態に関わる射撃訓練システムは、レーザ信号を発射する模擬火器と、前記模擬火器から発射されたレーザ信号を受信可能な動目標と、を備えた射撃訓練システムにおいて、前記模擬火器は、操作に応じて異なる複数のレーザ信号を送信する送信手段を備え、前記動目標は、前記模擬火器から発射された複数の異なるレーザ信号を所定の順序で受信したとき、前記模擬火器によってロックオンされたと判断する判断手段を備えることを特徴とする。

また、レーザ信号を発射する模擬火器と、前記模擬火器から発射されたレーザ信号を受信可能な動目標と、前記動目標と無線により通信を行う統制装置と、を備えた射撃訓練システムにおいて、前記模擬火器は、操作に応じて異なる複数のレーザ信号を送信する送信手段を備え、前記動目標は、前記模擬火器から発射されたレーザ信号の受信状態を前記無線で前記統制装置に送信する送信手段を備え、前記統制装置は、前記動目標から送信された前記レーザ信号の受信状態に基づき、前記動目標が前記模擬火器から発射された複数の異なるレーザ信号を所定の順序で受信したとき、前記動目標が前記模擬火器によってロックオンされたと判断する判断手段を備えることを特徴とする。

本発明に関わる射撃訓練システムを用いることにより、誘導弾の射撃、特に、ロックオンまでの操作を模擬することができる。

本発明の第１の実施の形態に関わる射撃訓練システムの構成を表す模式図である。 本発明の第１の実施の形態に関わる射撃訓練システムの処理の流れを表すシーケンスチャートである。 本発明の第２の実施の形態に関わる射撃訓練システムの構成を表す模式図である。 本発明の第２の実施の形態に関わる射撃訓練システムの処理の流れを表すシーケンスチャートである。 本発明の第３の実施の形態に関わる射撃訓練システムの構成を表す模式図である。 本発明の第４の実施の形態に関わる射撃訓練システムの構成を表す模式図である。

以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。しかし、特に明示した場合を除き、それは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものでなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合を除き、必ずしも必須のものでないことは言うまでもない。

以下、図を用いて本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に関わる射撃訓練システムの構成を表す模式図である。また図２は、本発明の第１の実施の形態に関わる射撃訓練システムの処理の流れを表すシーケンスチャートである。

この射撃訓練システムは、訓練者１００、飛行体２００、飛行体コントローラ３００及び統制装置４００を含んで構成される。

訓練者１００は、訓練を行う訓練要員である。この訓練要員は模擬火器１０１を装備する。

模擬火器１０１は、レーザ送信部１０１ａ、状態センサ部１０１ｂ、ＧＰＳモジュール１０１ｃ、表示部１０１ｄ、カメラ１０１ｅ、アンテナ１０１ｆを含む。また、模擬火器１０１には、複数の操作スイッチ（図示せず）が装備される。

レーザ送信部１０１ａは、飛行体２００に対して、レーザを発射する光学装置である。

レーザ送信部１０１ａからは、上記の操作スイッチの操作に応じてレーザ信号が出力される。

ここで、操作スイッチの一例として、本実施例では、ＩＦＦ（敵味方識別）起動スイッチと、アンケージスイッチと、発射スイッチとを備える。

ＩＦＦ起動スイッチが押下されると、レーザ送信部１０１ａから照準信号が所定間隔で断続的に送信される。続いて、アンケージスイッチが押下されると、アンケージ信号がレーザ送信部１０１ａから送信される。続いて、発射スイッチが押下されると、発射信号がレーザ送信部１０１ａから送信される。

ここで、各信号には、模擬火器を表す情報や発射時刻の他に状態センサ１０１ｂで取得された模擬火器１０１の状態、ＧＰＳモジュール１０１ｃの位置情報などが含まれる。

このレーザ送信部１０１ａから照射する指向性のあるレーザ光が後述する受光器２０１に到達するか否かで訓練者１００から飛行体２００に視線、火線が通るかを受信側である飛行体２００などが判断する。この目的のためには出力に一定の指向性があればよく、レーザ光以外の出力機器に代替しても良い。

状態センサ１０１ｂは、模擬火器１０１の向き（上下左右）、回転角などを検出可能な６軸センサなどである。

ＧＰＳモジュール１０１ｃは、模擬火器１０１の位置を特定するための位置情報取得モジュールである。位置情報が取得できるのであれば、特にＧＰＳに拘るものではない。

表示部１０１ｄは、訓練結果などの出力を行う液晶ディスプレイなどである。この表示部１０１ｄは表示の必要が無ければ具備しなくても良い。

カメラ１０１ｅは、ロックオン動作の際に、表示部１０１ｄなどを介して訓練者１００に飛行体２００の映像を提供するため等のＣＣＤカメラなどである。

アンテナ１０１ｆは統制装置との間で通信を確立するためのアンテナである。

飛行体２００は、訓練時の標的となるヘリコプター、航空機と言った動目標である。従来同様、飛行体２００は受光器２０１及び現示器２０２を含む。また、本発明に関わる飛行体２００は他に送信部２０３、飛行体制御部２０４、ＧＰＳモジュール２０５を含む。飛行体２００は、所望の飛行速度で飛行するものであれば良い。

受光器２０１は、レーザ送信部１０１ａから送信されるレーザ光を受光する光センサである。上記の目的達成のため、レーザ送信部１０１ａから送信されるレーザの波長のみに反応し、他の波長の光には反応しないことが求められる。これらの有意の波長の検出はセンサの機能として担保しても良いし、復調時の誤り検出などで機能を提供しても良い。

現示器２０２は、受光器２０１が受光し特定の信号を受け取った際に、その旨を外部に出力する外部出力装置である。

送信部２０３は、飛行体制御部２０４の処理結果を飛行体コントローラ３００に送信する、または、飛行体コントローラ３００からの情報を受信するための無線送受信器である。

飛行体制御部２０４は、受光器２０１及び現示器２０２、送信部２０３を制御する制御部である。なお、この飛行体制御部２０４は本システムにかかわる範囲の制御を考慮しており、航法等の飛行体２００自体の機能については考慮していない。

また、以下でも説明するが、ロックオン判定処理については一定の時間を管理する必要がある。飛行体制御部２０４は、このロックオン判定処理に用いるタイマなども含まれるものとする。

ＧＰＳモジュール２０５は、飛行体２００の位置を特定するための位置情報取得モジュールである。位置情報が取得できるのであれば、特にＧＰＳに拘るものではない。

なお、飛行体２００の速度、飛行方向、ＧＰＳモジュール２０５で取得された位置情報などの姿勢情報は常に一定の周期で飛行体２００の送信部２０３から統制装置４００に送信される。これにより、統制装置４００は飛行体２００の姿勢・状態を管理することが可能となる。

飛行体コントローラ３００は、飛行体２００から送信される情報を受信し、統制装置４００に中継する中継器である。無論中継の必要が無い場合には、飛行体コントローラ３００は不要となる。従って、以下のシーケンスチャートでは飛行体コントローラ３００は省略する。

統制装置４００は、飛行体コントローラ３００から転送された飛行体２００からのデータ（＝模擬演習の成果）を蓄積し、分析するためのサーバ装置である。

次にこの射撃訓練システムの全体の流れについて説明する。

まず、訓練者（模擬火器の操作者）１００は、飛行体２００を確認すると模擬火器１０１のＩＦＦ起動スイッチを押下する（ステップＳ１００１）。

ＩＦＦ起動スイッチが押下されると、模擬火器１０１のレーザ送信部１０１ａは照準信号を所定間隔で継続して出力する（Ｓｉｇ１００１）。

続いて、アンケージスイッチが押下されると（ステップＳ１００１−２）、模擬火器１０１のレーザ送信部１０１ａはアンケージ信号を出力する（Ｓｉｇ１００１−２）。

これら照準信号とアンケージ信号が飛行体２００の受光器２０１に入力されると、飛行制御部２０４はロックオンされたと判定する（ステップＳ１００２）。

ステップＳ１００２の判定結果は、送信部２０３経由で統制装置４００に送信される（Ｓｉｇ１００２）。

その後、訓練者１００が発射スイッチを押下することで、発射信号がレーザ送信部１０１ａから出力される。

レーザ送信部１０１ａからの発射信号を受光器２０１が受け取ると、その旨を通知された飛行体制御部２０４は命中判定を行う（ステップＳ１００３）。具体的には、ロックオンされたと判定している状態で発射信号を受信すると、命中したと判定する。

尚、上記では照準信号を所定間隔で送信するようにしたが、常に照準信号を送信するようにしてもよい。

飛行体２００は命中判定の結果を、送信部２０３経由で統制装置４００に送信する（Ｓｉｇ１００４）。また判定の結果、命中したと判断した場合には、飛行体制御部２０４は現示器２０２に現示処理（発煙、発光、発音等）をさせる（ステップＳ１００５）。

一方、Ｓｉｇ１００３の送信された命中判定の結果を統制装置４００は射撃結果情報、損耗情報として管理する（ステップＳ１００６）。また、この際の射撃結果情報は射撃元の模擬火器１０１に送信される（ステップＳ１００７、Ｓｉｇ１００７）。

アンテナ１０１ｆから射撃結果情報を受信した模擬火器１０１は、表示部１０１ｄ等によりリアルタイムで射撃結果を表示しても良い（ステップＳ１００８）。

また、統制装置４００に蓄積された訓練結果は訓練終了後に分析等に用いても良い。

以上のように、実際の火器の操作手順（ロックオンまでの手順および発射までの手順）に従って模擬火器から異なる信号を飛行体に送信し、その信号の受信結果に基づいてロックオンや命中を判断するように構成したので、発射までに必要な操作が複数ある火器の操作の模擬およびその妥当性の判断を行うことができる。

尚、上記において、照準信号と、アンケージ信号と、発射信号とを異なる信号としたが、各信号を同一の信号とし、所定時間内に当該信号をロックオン手順に応じた回数（上記の例では２回）受信したときにロックオンされたと判定し、さらに所定時間内に当該信号を１回受信したときに命中したと判定するようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態に付いて図を用いて説明する。

図３は、本発明の第２の実施の形態に関わる射撃訓練システムの構成を表す模式図である。また図４は、本発明の第２の実施の形態に関わる射撃訓練システムの処理の流れを表すシーケンスチャートである。

第２の実施の形態では、ロックオン判定及び命中判定を統制装置４００側で処理する。このことからロックオン判定後に必要なタイマなどは統制装置４００に用いられているものを用いる。また、これらの相違により、相互にやり取りする信号は変わる。

以下本実施の形態の処理について主に図４を用いて説明する。

まず、訓練者（模擬火器の操作者）１００は、飛行体２００を確認すると模擬火器１０１のＩＦＦ起動スイッチを押下する（ステップＳ２００１）。

ＩＦＦ起動スイッチが押下されると、模擬火器１０１のレーザ送信部１０１ａは照準信号を所定間隔で継続して出力する（Ｓｉｇ２００１）。

続いて、アンケージスイッチが押下されると（ステップＳ２００１−２）、模擬火器１０１のレーザ送信部１０１ａはアンケージ信号を出力する（Ｓｉｇ２００１−２）。

これら照準信号とアンケージ信号が飛行体２００の受光器２０１に入力されると、飛行制御部２０４はロックオン判定の開始を指示するロックオン判定指示信号（Ｓｉｇ２００２）を出力する（ステップＳ２００２）。このロックオン判定指示信号を受信することで、統制装置４００はロックオン後処理を開始する（ステップＳ２００３）。

ロックオン後処理（ステップＳ２００３）を開始すると、統制装置４００は後述する命中判定信号を受信することが可能となる。

その後、訓練者１００が発射スイッチを押下することで、模擬火器４００は発射信号（Ｓｉｇ２００４）をレーザ送信部１０１ａから出力する（ステップＳ２００４）。

この発射信号を飛行体２００の受光器２０１が受け取ると、飛行体２００の飛行体制御部２０４は命中判定指示（Ｓｉｇ２００５）を統制装置４００に対して送信する（ステップＳ２００５）。

この際、命中判定指示（Ｓｉｇ２００５）内には、統制装置４００で処理するのに必要な全ての情報が盛り込まれていることが必要となる。すなわち、模擬火器１０１の状態センサ１０１ｂによって取得された情報、発射信号（Ｓｉｇ２００４）の送信時間などである。なお、既述の通り、飛行体２００の速度、飛行方向、ＧＰＳモジュール２０５で取得された位置情報などの姿勢情報は常に一定の周期で飛行体２００の送信部２０３から統制装置４００に送信される。従って、厳密な判定を求めない場合には、これらは不要である。逆に判定に正確性が求められる場合には、これらも命中判定指示（Ｓｉｇ２００５）内に含める必要がある。

上記の命中判定指示（Ｓｉｇ２００５）を受け取った統制装置４００は命中判定を行う（ステップＳ２００３ｂ）。

ここで、模擬火器１０１から飛行体２００にレーザが到達したとしても現実的に命中が期待できない状況については、命中しなかったと判断する必要がある。例えば、誘導弾が飛行体２００を「追いかける」状態で、飛行体２００の方が誘導弾よりも速度が大きい、あるいはほぼ同じ場合は命中できない。また、飛行体２００の移動方向と誘導弾の発射方向が直交するような関係にあると、誘導弾が飛行体２００を追従しきれいない。

そこで、統制装置４００の命中判定は、模擬火器１０１から無線送信された状態センサ１０１ｂの情報（向き）と火器情報（火器情報から一義的に定まる飛行速度、飛行距離、高度等）、飛行体２００から無線送信された速度、飛行方向、位置情報に基づき、模擬火器１０１から発射されたと想定される誘導弾の方向と飛行体２００の飛行方向が同方向であり、かつ、飛行体２００の方が飛行速度が速い（またはほぼ同速度）か判定し、いずれの条件も満たす場合は非命中と判定する。

同様に、状態センサ１０１ｂの情報と火器情報、飛行体２００の速度、飛行方向、位置情報に基づき、模擬火器１０１から発射されたと想定される誘導弾の発射方向と飛行体２００の移動方向と直交あるいはほぼ直交するか判定し、直交あるいはほぼ直交する場合には非命中と判定する。

命中判定（ステップＳ２００３ｂ）の結果は、統制装置４００内で管理されると共に（ステップＳ２００６）、飛行体２００及び模擬火器１０１に判定結果を送信する（ステップＳ２００７）。

判定結果（ＳＩｇ２００７ａ）を受信した飛行体制御部２０４は、その結果が命中か否かを確認する。命中の場合には飛行体制御部２０４は、現示器２０２を用いて外部に命中の現示を行う（ステップＳ２００８）。

また、アンテナ１０１ｆから判定結果（ＳＩｇ２００７ｂ）を受信した模擬火器１０１は表示部１０１ｄ等によりリアルタイムで射撃結果を表示しても良い（ステップＳ２００９）。

このように構成することで、飛行体２００側の負荷の軽量化、飛行体２００が複数存在する場合の処理の一元化を図ることが可能となる。また処理能力の向上に際して、統制装置４００側のみを強化することで対応できる利点もある。

なお、上記ではロックオン判定（ステップＳ２００２）後、命中判定指示（ステップＳ２００５）までの間に、飛行体２００と統制装置４００の間でデータの送受信は無い。しかし、ロックオン判定（ステップＳ２００２）後、継続的に発生する中押信号（Ｓｉｇ２００１ｎ）を統制装置４００に転送することで、中押信号（Ｓｉｇ２００１ｎ）が受信できなくなった時の中断処理を迅速に行うことが可能となる。

また、上記ロックオン判定後処理（ステップＳ２００３）の処理開始から、あまりにも長期間命中判定指示（Ｓｉｇ２００５）が来なかった場合には、発射動作まで移れなかったものとして処理することも可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に付いて図を用いて説明する。

本実施の形態は、命中判定を統制装置４００で行うことを想定する。

図５は、本発明の第３の実施の形態に関わる射撃訓練システムの構成を表す模式図である。

本実施の形態においても、訓練者１００はカメラ１０１ｅの映像を表示部１０１ｄで確認しながら模擬火器１０１の射撃動作を実施する。

模擬火器１０１の射撃動作を行うことにより、状態センサ１０１ｂによって検出される模擬火器１０１の状態に関するデータは変化する。この模擬火器１０１の状態に関するデータ、及びＧＰＳモジュール１０１ｃで取得した位置情報をアンテナ１０１ｆ経由で統制装置４００に送信する（ＳｉｇＡ１）。

統制装置４００では、射撃動作の開始から模擬火器の仰俯角を模擬火器１０１の状態に関するデータから算出する。ここで「射撃動作の開始」とは、模擬火器１０１のＩＦＦ起動スイッチが押下されたときなどを想定するが、これに拘るものではない。

また、既述の通り、飛行体２００の姿勢情報は一定の周期で送信されてくる。

これら二つの情報から、統制装置４００が訓練者１００により飛行体２００が正しく追随できているかを判定する。

この追随の情報を命中判定時に統制装置４００が用いることとなる。すなわち、命中判定前に訓練者が飛行体２００を追随できていない場合には、命中しなかったものとして処理する。

命中と判定した場合には、飛行体２００に対して現示指示を送信する。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に付いて図を用いて説明する。

本実施の形態は、命中判定を飛行体２００で行うことを想定する。

図６は、本発明の第４の実施の形態に関わる射撃訓練システムの構成を表す模式図である。

本実施の形態においても、訓練者１００はカメラ１０１ｅの映像を表示部１０１ｄで確認しながら模擬火器１０１の射撃動作を実施する。

射撃動作を開始すると、第１の実施の形態のステップＳ１００１の中押信号Ｓｉｇ１００１のように、模擬火器１０１からレーザ光を複数回送信する。この送信は上記ステップＳ１００１のように所定の動作を継続している間は一定時間周期で出力するものであったり、操作に連動したものであったりしても良い。

飛行体２００側で一定回数上記の模擬火器１０１からのレーザ光を受信した場合には命中し損耗したと判断する。この際判断の開始のタイミングとして、第１の実施の形態のように押下信号Ｓｉｇ１００３を用いることも考えられる。

以上のように飛行体２００側で、損耗の判定を行うと、その結果を統制装置４００に送り返す。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは言うまでもない。

１００…訓練者、１０１…模擬火器、１０１ａ…レーザ送信部、
１０１ｂ…状態センサ部、１０１ｃ…ＧＰＳモジュール、１０１ｄ…表示部、
１０１ｅ…カメラ、１０１ｆ…アンテナ、
２００…飛行体、２０１…受光器、２０２…現示器、２０３…送信部、
２０４…飛行体制御部、２０５…ＧＰＳモジュール、
３００…飛行体コントローラ、４００…統制装置。

Claims (3)

1. 発射信号を発射する模擬火器と、前記模擬火器から発射された発射信号を受信可能な飛行体と、前記飛行体と無線により通信を行う統制装置と、を備えた射撃訓練システムにおいて、
   前記模擬火器は、操作に応じて発射信号を送信する送信手段を備え、
   前記飛行体は、前記模擬火器から発射された発射信号を受け取ると、命中判定指示を前記無線で前記統制装置に送信する送信手段を備え、
   前記統制装置は、前記命中判定指示を受け取ると、前記模擬火器の仰俯角と、前記飛行体の姿勢情報とから、訓練者により前記飛行体が追随できているかを判定し、追随できていない場合は、命中判定時に命中しなかったものとして処理することを特徴とする射撃訓練システム。
2. 発射信号を発射する模擬火器と、前記模擬火器から発射された発射信号を受信可能な飛行体と、前記飛行体と無線により通信を行う統制装置と、を備えた射撃訓練システムの命中判定方法において、
   前記模擬火器が、発射信号を送信するステップと、
   前記飛行体が、前記模擬火器から発射された発射信号を受け取ると、命中判定指示を前記無線で前記統制装置に送信するステップと、
   前記統制装置が、前記命中判定指示を受け取ると、前記模擬火器の仰俯角と、前記飛行体の姿勢情報とから、訓練者により前記飛行体が追随できているかを判定し、追随できていない場合は、命中判定時に命中しなかったものとして処理する命中判定を行うステップと、
   を有することを特徴とする射撃訓練システムの命中判定方法。
3. 請求項２の射撃訓練システムの命中判定方法において、
   前記命中判定を行うステップは、前記統制装置が、状態センサの情報と火器情報、前記飛行体の速度、飛行方向及び位置情報に基づき、前記模擬火器から発射されたと想定される誘導弾の発射方向と前記飛行体の移動方向とが、直交するか判定し、直交する場合には非命中と判定することを特徴とする射撃訓練システムの命中判定方法。

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